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Einrichtung zum Aufbringen eines dehnbaren, endlosen, zylindrischen
Bandes auf einen zylindrischen, von einer Aufbautrommel getragenen Grundkörper Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufbringen eines dehnbaren endlosen, zylindrischen
Bandes auf einen zylindrischen, von einer Aufbautrommel getragenen Grundkörper,
insbesondere zum Aufbringen eines endlosen Rohlaufstreifens auf die Karkasse, eines
Fahrzeugluftreifens, bei der das in Achsrichtung neben dem Grundkörper auf einer
Hilfstrommel angeordnete Band zusammen mit dem Grundkörper um ihre gemeinsame Achse
in Drehung versetzbar und nach Verformung durch die Fliehkräfte und die Schwerkraft
mittels eines in Achsrichtung auf das Band einwirkenden scheibenartigen Druckgliedes
seitlich über den Grundkörper herüberschiebbar ist.
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Mit bekannten Einrichtungen dieser Art ist es nicht möglich, eine
selbsttätige Arbeitsweise durchzuführen und das Band einwandfrei, d. h. faltenfrei
auf den Grundkörper aufzubringen. Dies hat seinen Grund im wesentlichen darin, daß
bei den bekannten Einrichtungen Hilfsbänder benutzt werden müssen, mit deren Hilfe
der eine Rand des zylindrischen Bandes fest gegen die Hilfstrommel gepreßt werden
muß, um es unter Ausnutzung der Umlaufgeschwindigkeit durch Fliehkraftwirkung derart
aufweiten zu können, daß es sich mittels eines scheibenartigen Druckgliedes seitlich
auf eine Aufbautrommel herüberschieben läßt. Die Notwendigkeit der Verwendung eines
solchen Hilfsbandes zwingt aber dazu, die Einrichtung vor Beendigung des Arbeitsvorganges
stillzusetzen, damit das Hilfsband entfernt und danach das zylindrische Band vollends
auf die Aufbautrommel geschoben werden kann. Der gesamte Vorgang des Herüberschiebens
des zylindrischen Bandes ist also nicht in ununterbrochenem Zuge durchführbar und
weitgehend von der Aufmerksamkeit und Geschicklichkeit des Arbeiters abhängig. Bei
unsachgemäßer Bedienung entstehen in dem zylindrischen Band störende Falten.
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Gemäß der Erfindung sind diese Schwierigkeiten und Überstände dadurch
vermieden, daß das Druckglied an einer Stelle des Bandes anlegbar ist, die dicht
unterhalb einer Mantellinie der Hilfstrommel liegt, an der das an der Unterseite
schlaufenförmig abgehobene Band den Mantel der Hilfstrommel bzw. den Grundkörper
wieder berührt. Es genügt also, nach dem Aufbringen des Bandes auf die Hilfstrommel
die Einrichtung in Betrieb zu setzen; das Band wird dann ohne weiteres Zutun durch
das Druckglied einwandfrei, d. h. faltenlos und lagegerecht auf den Grundkörper
aufgebracht. Irgendwelche weitere Hilfsmittel werden außer dem Druckglied nicht
benötigt, so daß auch die bei der bekannten Einrichtung erforderliche Unterbrechung
des Arbeitsvorganges nicht zu erfolgen braucht. Ein erfindungsgemäß aufgebrachter
Rohlaufstreifen hat im übrigen nicht die durch Faltenbildung in der Lauffläche bedingten
Betriebsnachteile.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Einrichtung gehen aus der nachstehenden
Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels hervor.
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Fig. 1 zeigt schaubildlich einen endlosen Rohlaufstreifen in zylindrischer
Form; Fig. 2 zeigt in Vorderansicht eine Aufbautrommel für Fahrzeugluftreifen und
eine damit verbundene Hilfstrommel, die einen Rohlaufstreifen trägt; die Anordnung
ist in dem Zustand gezeigt, den die einzelnen Teile zu Beginn des Aufbringens des
Rohlaufstreifens einnehmen; Fig. 3 zeigt eine ähnliche Darstellung wie Fig. 2, jedoch
den Rohlaufstreifen in einer mittleren Stellung während seiner Axialbewegung; Fig.
4 entspricht etwa der Darstellung nach den Fig. 2 und 3, zeigt jedoch den Rohlaufstreifen
in seiner endgültigen Stellung über der Karkasse; die Hilfstrommel ist aufgebrochen
dargestellt, so daß die Bauteile erkennbar werden, mit deren Hilfe die Hilfstrommel
mit der Aufbautrommel verbunden werden kann;
Fig. 5 ist ein Schnitt
nach der Linie 5-5 der Fig. 2 und veranschaulicht den Rohlaufstreifen bei raschem
Umlauf; Fig. 6 zeigt im größeren Maßstab einen Ausschnitt aus Fig. 5 und veranschaulicht
das Zusammenwirken zwischen Rohlaufstreifen und einer der lose umlaufenden scheibenartigen
Druckglieder, welche die erforderlichen Axialkräfte auf den Rohlaufstreifen ausüben;
Fig. 7 zeigt die Anordnung der einzelnen Teile nach Fig. 6 in Ansicht und veranschaulicht
schematisch, in welcher Art und Weise das Druckglied die Axialkräfte auf den Rohlaufstreifen
überträgt und ihn verschiebt; Fig. 8 zeigt in Seitenansicht und im größeren Maßstabe,
in welcher Art und Weise der Rohlaufstreifen der Karkasse zentriert wird; Fig. 9
ist ein Längsschnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8, und Fig. 10 zeigt im Schnitt
den Rohlaufstreifen in seiner endgültigen Stellung dicht auf der Karkasse.
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Die Einrichtung wird nachstehend in ihrer Anwendung auf das übliche
Verfahren zur Reifenherstellung erläutert, bei welchem mehrere in Kautschuk eingebettete
Gewebelagen mit nicht dehnbaren Wulstkernen zusammengefügt werden. um die im wesentlichen
zylindrische Karkasse zu bilden. Eine derartige Karkasse 10 ist in Fig. 7 veranschaulicht,
und zwar in ihrer Lage auf einer üblichen Aufbautrommel 11. Um den Reifenrohling
fertig herzustellen, muß ein Rohlaufstreifen, wie er in Fig. 1 bei 12 veranschaulicht
ist, auf die Karkasse aufgebracht und mit ihr so vereinigt werden, daß beide Teile
eine Einheit bilden, die anschließend endgültig geformt und dann vulkanisiert wird.
Das als Rohlaufstreifen ausgebildete Band 12 besteht aus dem üblichen mittleren
Kronenabschnitt 13, der einen verhältnismäßig dicken Querschnitt hat, und den beiden
Randteilen 14 geringerer Stärke, die im fertigen Reifen die Seitenwandungen bilden.
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Der Rohlaufstreifen kann in einem besonderen Herstellungsvorgang
zu einem einzigen Stück endlos geformt werden. Der Rohlaufstreifen kann aber auch
in der Weise hergestellt worden sein, daß die Enden der auf einer Strangpresse hergestellten
Kautschukbahn der vorgeschriebenen Querschnittsabmessungen miteinander verbunden
werden. In beiden Fällen hat der Rohlaufstreifen etwa zylinderförmige Gestalt, wobei
sein Innendurchmesser d etwa 2,5 cm kleiner ist, als der Außendurchmesser D der
KarkasselO. Der Rohlaufstreifen ist aus einer Kautschukmischung üblicher Zusammensetzung
hergestellt. Der Rohlaufstreifen kann in Umfangsrichtung um mehrere Zentimeter gestreckt
werden; werden diese Streckkräfte wiederaufgehoben, so nimmt der Rohlaufstreifen
etwa die ursprüngliche Umfangslänge wieder an.
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Der Rohlaufstreifen wird dadurch auf die Karkasse aufgebracht, daß
er zunächst zusammen mit der Karkasse bei verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten
zum Umlauf gebracht wird; die hierbei auf den Rohlaufstreifen ausgeübten Fliehkräfte
dehnen ihn auf einen Durchmesser aus, der etwas größer ist als der Durchmesser der
Karkasse. Die Karkasse selbst wird dabei kaum ausgedehnt. Auf den so zeitweilig
im Umfang vergrößerten Rohlaufstreifen werden dann in axialer Richtung Kräfte ausgeübt,
um ihn teleskopartig über die Karkasse zu ver-
schieben. Die Dehnung des Rohlaufstreifens
unter der Einwirkung der beim Umlauf entstehenden Fliehkräfte ist im wesentlichen
eine elastische; ist also der Rohlaufstreifen gegenüber der Karkasse zentriert,
so wird eine Herabsetzung der Umlaufgeschwindigkeit zur Folge haben, daß der Rohlaufstreifen
auf seine ursprüngliche Umfangslänge zurückschrumpft und sich fest auf die Karkasse
legt.
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Beim Umlauf ist jeder Abschnitt des Rohlaufstreifens einer gleich
großen Fliehkraft ausgesetzt; infolgedessen behält der Rohlaufstreifen während des
ganzen Vorganges seine ursprüngliche Gleichmäßigkeit der Abmessungen.
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Die Einrichtung, mit deren Hilfe dem Rohlaufstreifen die Umlaufgeschwindigkeit
verliehen und mit deren Hilfe auf den Rohlaufstreifen Axialkräfte ausgeübt werden
können, ist in Fig. 2 veranschaulicht: diese Einrichtung besteht im wesentlichen
aus einer Hilfstrommel2Q, die gleichachsig neben dem einen Stirnende einer Aufbautrommel
11 angeordnet ist.
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Die Hilfstrommel 20 weist einen Zylinderkörper 21 mit einer Nabe
22 auf, die auf einen Ansatz 23 der Antriebswelle 24 der Aufbautrommel 11 paßt.
Während der Herstellung der Karkasse 10 ist die Hilfstrommel 20 von der Aufbautrommel
11 abgekuppelt; wenn die Karkasse aber vollständig aufgebaut worden ist, wird die
Hilfstrommel 20 mit der Aufbautrommel 11 gekuppelt, indem eine Mutter 25 auf das
Gewindeende 26 des Ansatzes 23 aufgeschraubt wird.
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Wenn die beiden Trommeln miteinander verbunden sind, werden sie mit
gleicher Geschwindigkeit umlaufen, sobald sie mit Hilfe der üblichen. auf der Zeichnung
nicht veranschaulichten Vorrichtung angetrieben werden.
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Der Zylinderkörper 21 der Hilfstrommel 20 hat einen Durchmesser,
der so gewählt ist, daß der Rohlaufstreifen fest auf den Zylinderkörper 21 paßt.
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Es sei besonders darauf hingewiesen, daß der Zylinderkörper 21 der
Hilfstrommel 20 in einen seitlichen, sich kegelförmig nach außen erweiternden Abschnitt
28 ausläuft, der neben der Aufbautrommel 11 liegt; der äußere Rand 29 des Abschnittes
28 hat einen Durchmesser, der etwa demjenigen der Karkasse entspricht. Zweck und
Wirkungsweise des Abschnittes 28 werden nachstehend näher erläutert.
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Sobald die Hilfstrommel 20 mit der Aufbautrommel gekuppelt worden
ist, wird der Rohlaufstreifen auf den Zylinderkörper 21 aufgeschoben. Der Rohlaufstreifen
wird hierbei so weit seitlich von Hand aufgedrückt, daß er teilsweise mit dem kegelförmigen
Abschnitt 28 in Berührung gelangt. Diese Stellung ist in Fig. 2 veranschaulicht.
Die beiden Trommeln werden dann in der Richtung der in den Fig. 2 bis 5 eingezeichneten
Pfeile mit etwa 400 Umdrehungen in der Minute in Umlauf gesetzt; dies ist etwa die
doppelte Umdrehungszahl, als sie üblicherweise beim Aufbau der Karkasse auf der
Aufbautrommel zur Anwendung kommt. Sobald die Hilfstrommel 20 diese Umdrehungszahl
erreicht, bewirken die auf den Rohlaufstreifen ausgeübten Fliehkräfte, daß sie sich
in Umfangsrichtung aufweitet; die Folge davon ist, daß sie nur noch lose auf der
Hilfstrommel 20 aufliegt und nur noch mit dem oberen Abschnitt der Hilfstrommel
20 in Berührung steht, also über einen in Fig. 5 mit 30 bezeichneten Umfangsabschnitt.
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Dieser Berührungsbereich reicht von der Mantellinie bis zur MantellinieB
und ist abhängig von den Fliehkräften und der gleichzeitig auf den Rohlaufstreifen
einwirkenden
Schwerkraft. Der restliche Teil des Rohlaufstreifens hebt sich von der Hilfstrommel
20 ab und bildet gewissermaßen eine freie nicht unterstützte Schlaufe 31; der Bereich,
in welchem diese Schlaufe mit der Hilfstrommel 20 nicht in Berührung steht, ist
in Fig. 5 durch die Buchstaben A, C, B gekennzeichnet. Im praktischen Betriebe liegt
die Schlaufe 31 etwa in einem Abstand von 1 bis 2,5 cm von der Oberfläche der Hilfstrommel
20.
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Bei zunehmender Umdrehungszahl hat der Rohlaufstreifen das Bestreben,
sich axial auf dem kegelförmigen Abschnitt 28 zu verstellen. Der Abschnitt 28 führt
also gewissermaßen den Rohlaufstreifen von dem kleinen Durchmesser des Zylinderkörpers21
auf den größeren Durchmesser der Karkasse über und drängt hierbei den Rohlaufstreifen
in axialer Richtung auf die Karkasse.
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Gleichzeitig mit der Einwirkung der Fliehkräfte auf den umlaufenden
Rohlaufstreifen und mit dem Einfluß, den der Abschnitt 28 auf den Rohlaufstreifen
ausübt, werden auf seine Außenflächen mit Hilfe lose umlaufender scheibenartiger
Druckglieder 32 und 33 Axialkräfte ausgeübt; die Druckglieder 32 und 33 werden von
Hand in eine solche Stellung gebracht, daß sie mit dem Rohlaufstreifen in Berührung
kommen. Das in den Fig. 2 bis 4 links veranschaulichte Druckglied 32 liegt neben
dem Abschnitt 28 der Hilfstrommel 20 in einer solchen Stellung, daß es mit dem rechten
Rand des Rohlaufstreifens zusammenwirkt und die Bewegung des Rohlaufstreifens in
Richtung auf die Karkasse einleitet. Das andere Druckglied 33 liegt etwa 10 cm von
dem linken Ende der Aufbautrommel 11 entfernt, und zwar an einer Stelle, an der
es den Rohlaufstreifen erfaßt, nachdem er die Hilfstrommel 20 bereits verlassen
hat und sich teleskopartig über die Karkasse 10 herübergeschoben hat.
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Die Druckglieder 32 und 33 sind baulich in der gleichen Weise ausgestaltet
und haben auch die gleiche Wirkung; es braucht daher im nachstehenden nur die Scheibe
32 im einzelnen beschrieben zu werden. Das Druckglied 32 hat ein Mittelteil von
etwa 6 cm Durchmesser, dessen Umfang abgeschrägt ist-. so daß er in einen scharfen
Rand 34 ausläuft. Das Druckglied 32 ist auf einer Achse 35 drehbar, die gegenüber
der Umlaufachse der Aufbautrommel 11 um einen Winkel von etwa 15 schräggestellt
ist, dies hat zur Folge, daß der Rand 34 in einer Ebene umläuft, die schräg zur
Aufbautrommel gerichtet ist, wie dies die Fig. 2 bis 4 erkennen lassen; die Ebene,
in welcher das Druckglied 32 umläuft, bildet mit der Umlaufebene eines jeden Teils
des Rohlaufstreifens und der Karkasse einen spitzen Winkel.
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Das Druckglied 32 ist unmittelbar vor der Mantellinie A angeordnet
d. h. vor der Stelle, an der der Abschnitt 30, auf welchem sich der Rohlaufstreifen
und die Hilfstrommel berühren, in die nicht unterstützte Schlaufe 31 übergeht. Die
Drehrichtung des Rohlaufstreifens ist derart, daß ein Abschnitt des Rohlaufstreifens,
nachdem er das Druckglied 32 verlassen hat, sehr rasch mit dem oberen Teil der Hilfstrommel
20 in Berührung kommt.
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Die Wirkungsweise des Druckgliedes 32 wird am besten verständlich,
wenn man einen kleinen, in Fig. 7 mit dA bezeichneten Bereich an der Außenfläche
des Rohlaufstreifens betrachtet.
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Ein solcher Bereich dA wird infolge der Umlaufbewegung des Rohlaufstreifens
mit dem Rand 34 des Druckgliedes 32 an einer Stelle in Berührung kommen, die in
Fig. 7 mit E bezeichnet ist. Der Rand 34 greift in den Rohlaufstreifen ein, so daß
das Druckglied zusammen mit dem Rohlaufstreifen rotiert. Die Drehung des Druckgliedes
32 hat das Bestreben, den kleinen Bereich dA längs des Randes 34 mitzunehmen, bis
er den Rand 34 an einer Stelle wieder verläßt, die in Fig. 7 mit F bezeichnet ist.
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Jedes Element des Rohlaufstreifens kommt mit dem Rand 34 in Berührung
und wird von ihm gleichzeitig mitgenommen, wobei eine Bewegungskomponente in Axialrichtung
auftritt. Jedes Element des Rohlaufstreifens, das mit dem Druckglied 32 (oder 33)
in Berührung gekommen war und sich von ihm wieder trennt, hat dem Rohlaufstreifen
eine Bewegung in Richtung auf die Karkasse zu verliehen.
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Das Endergebnis der Einwirkung des lose umlaufenden Druckgliedes 32
ist also, daß sich der ganze Rohlaufstreifen bei jeder seiner Umdrehungen in axialer
Richtung auf die Karkasse zu verschiebt.
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Wie bereits erwähnt, kommt es sehr darauf an, daß die Druckglieder
32 und 33 richtig gegenüber der Schlaufe 31 des umlaufenden Rohlaufstreifens eingestellt
sind. Die Druckglieder sind daher so angebracht, daß sie mit der freien Schlaufe
31 dicht vor jener Stelle in Berührung stehen, an welcher der Rohlaufstreifen, mit
der Hilfstrommel 20 in Berührung kommt, bzw. an jener Stelle, an welcher der Rohlaufstreifen
mit der Karkasse in Berührung tritt.
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Wenn eines der Druckglieder an der gegenüberliegenden Seite des Rohlaufstreifens
nämlich an einer unmittelbar auf der Mantellinie B folgenden Stelle, angeordnet
ist, d. h. hinter derjenigen Linie, an welcher der Rohlaufstreifen von der Hilfstrommel
20 sich abhebt, wird der Rohlaufstreifen nur in elastische Falten gelegt, ohne daß
ihm eine nennenswerte Axialbewegung in Richtung auf die Karkasse erteilt wird. Dies
ist dadurch zu erklären, daß ein Element des Rohlaufstreifens, das axial längs eines
der Druckglieder verstellt worden ist, praktisch die ganze freie Schlaufe 31 zur
Verfügung hat, um wieder in seine ursprüngliche Umlaufebene zurückzugelangen.
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Liegt das Druckglied hingegen in der in Fig. 5 veranschaulichten
Stellung, so wird ein Element des Rohlaufstreifens unmittelbar nach dem Verlassen
des Druckgliedes mit der Hilfstrommel in Berührung gebracht; infolgedessen verbleibt
diesem Element keine Zeit, um in seine ursprüngliche Umlaufebene zurückzukehren.
Sobald ein Element des Rohlaufstreifens mit der Hilfstrommel in Berührung getreten
ist, wird die Reibwirkung das Element in seiner in Achsrichtung vorgeschobenen Stellung
festhalten.
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Es leuchtet auch ein, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn
die Druckglieder mit der freien Schlaufe 31 und nicht mit dem Abschnitt 30 in Berührung
stehen, wo der Rohlaufstreifen mit der Hilfstrommel oder der Karkasse zusammenwirkt;
denn in dieser Lage können die Druckglieder den Rohlaufstreifen nicht wirksam in
axialer Richtung unter Überwindung der Reibkräfte verschieben, die zwischen den
Rohlaufstreifen und der Hilfstrommel bzw. der Karkasse auftreten.
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Die beiden Druckglieder 32 und 33 werden den Rohlaufstreifen teleskopartig
über die Karkasse verschieben, bis die Rippe 37 des Kronenabschnitts
13
gegen das scheibenartige Anschlagglied 36 trifft; das Anschlagglied 36 ist so dicht
gegenüber der Karkasse eingestellt, daß die Rippe 37 nicht darunter hinweggelangen
kann. Das Anschlagglied dient also als Anschlag und bietet eine Gewähr dafür, daß
der Rohlaufstreifen in die richtige Stellung auf der Karkasse gelangt. Sobald der
Rohlaufstreifen diese Stellung erreicht hat, wird die Umdrehungszahl der Aufbautrommel
herabgesetzt, was zur Folge hat, daß der Rohlaufstreifen in dieser Lage auf der
Karkasse aufschrumpft. Das Anschlagglied 36 steht schräg in einem Winkel zur Achse
des Rohlaufstreifens, so daß die Rippe 37 eng mit dem Anschlagglied 36 zur Anlage
kommt. Auf diese Weise wird eine genaue Ausrichtung des Rohlaufstreifens sichergestellt.
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Die Druckglieder 32, 33 und das Anschlagglied 36 sind in Trägern
gelagert, so daß jedes für sich in die Betriebsstellung gegenüber dem Rohlaufstreifen
gebracht und durch Handverstellung aus dieser Betriebsstellung wieder herausgebracht
werden kann.
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Die Einzelheiten einer derartigen Lagerung sollen nicht beschrieben
werden. Natürlich kann die Bewegung der Druckglieder und des Anschlaggliedes in
die Betriebsstellung, in der sie mit dem Rohlaufstreifen zusammenwirken, gegebenenfalls
mittels einer besonderen Steuereinrichtung selbsttätig bewirkt werden.
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Es ist auch möglich, ein Druckglied mit einem geeigneten Handstellglied
zu versehen, so daß es von Hand gegenüber dem umlaufenden Rohlaufstreifen eingestellt
werden kann. Wenn ein solches Druckglied mit dem Rohlaufstreifen in Berührung gehalten
und dann axial gegenüber der Aufbautrommel verstellt wird, wird durch das Zusammenwirken
des Druckgliedes und des Rohlaufstreifens der letztere teleskopartig über die Karkasse
hinwegbewegt. Dabei kann die Achse des Druckgliedes entweder einen
Winkel mit der
Umlaufebene des Rohlaufstreifens einschließen oder aber auch parallel zu der Umlaufebene
gerichtet sein.